Relacions estructura-funció: Glicosiltransferasa

Anàlisi de les relacions seqüència-estructura-funció de la proteïna glicosiltransferasa a Nicotiana tabacum (PDB: 8CHD)

El codi PDB:8CHD correspon a l’estructura de la proteïna glicosiltransferasa,codi UNIPROT:A0A1S4A9U5, amb una gran conservació de seqüència pel que es pot veure a l’alineament que el propi PDB ens dona.

>8CHD
MEATQRDGGAQSPTPHVVMLPSPGMGHLIPLLEFAKRLLFLHRFTVTFAIPSGDPPSKAQISILSSLPSGIDYVFLPPVNFHDLPKDTKAGVFIVLAVARSLPSFRDLFKSMVANTNLVALVVDQFGTDAFDVAREFNVSPYIFFPCAAMTLSFLLRLPEFDETVAGEYRELPEPIRLSGCAPIPGKDLAGPFHDRENDAYKLFLHNAKRYALADGIFLNSFPELEPGAIKALLEEESRKPLVHPVGPLVQIDSSGSEEGAECLKWLEEQPHGSVLFVSFGSGGALSSDQINELALGLEMSGHRFIWVVRSPSDEAANASFFSVHSQNDPLSFLPEGFLEGTRGRSVVVPSWAPQAQILSHSSTGGFLSHCGWNSTLESVVYGVPLIAWPLYAEQKMNAILLTEDIKAALRPKINEESGLIEKEEIAEVVKELFEGEDGKRVRAKMEELKDAAVRVLGEDGSSSTLSEVVQKWKRKISG

Pots visualitzar la proteïna en aquesta finestra proveïda per Pdb*:

Estructura secundària

L’estructura presenta tant hèlix alfa com fulles beta La següent figura mostra la seqüència de la proteïna i les regions amb hèlix alfa (blau fluix) i fulles beta (blau fosc)
Imatge de la proteïna mostrant els elements d’estructura secundària.
Seqüència de la proteïna mostra tota l’estructura amb les diferents estructures secundàries

Estructura supersecundària

Malauradament el fitxer PBD no conté massa informació sobre l’estructura secundària i no en podem treure massa profit, en aquest cas.

Plegament

La glicosiltransferasa amb codi PDB: 8CHD presenta un plegament característic de la superfamília de les nucleotidil-difosfat-sugar transferases. Aquest tipus de plegament es caracteritza per un nucli central format per una làmina β de set filaments, flanquejada per hèlixs α en ambdós costats, formant una estructura \(\alpha/\beta\). Aquestes característiques són comunes en enzims que catalitzen la transferència de grups glicosil de nucleòtids-sugar activats a acceptors específics, com sucres, lípids o proteïnes.

Pel que fa a l’estructura quaternària, la majoria de les glicosiltransferases funcionen com a monòmers. No obstant això, algunes poden formar dímeres o altres oligòmers per a la seva activitat biològica. En el cas específic de la proteïna 8CHD, les dades cristal·logràfiques suggereixen que aquesta proteïna actua com a monòmer.

Funció

Podem començar per cercar a PFAM el codi uniprot de la proteïna. Veiem que es tracta d’una proteïna amb un sol domini ben caracteritzat:
Taula resum dels dominis PFAM per al PDB:8CHD, UNIPROT: A0A1S4A9U5

Podem aleshores explorar l’entrada per a aquest domini específic: PFAM: PF00201, i observem que es tracta d’una UGT. El domini està altament distribuït, trobat en més de 1065 arquitectures de domini
Taula resum dels dominis PFAM per al PDB:8CHD, UNIPROT: A0A1S4A9U5

Un cop explorem aquest domini, ens adonem que es tracta d’una UDP-glycosyl transferase.

Aquesta familia d’enzims catalitza la transferència d’una molècula de glucosa (o altre sucres) des de uridine diphosphate-sugars (UDP-sucres) fins a molècules acceptores, generalment un compost hidroxilat, com un fenol, alcohol, amina o àcid carboxílic.

Aquest procés es coneix com a glucosilació o glicosiltransferència. Influència processos metabòlics clau, com la modificació de proteïnes i la biosíntesi de metabòlits secundaris.
Imatge d’un exemple de reacció catalitzada per l’enzim PDB:8CHD, UNIPROT: A0A1S4A9U5
Centre actiu de la proteïna PDB:8CHD. En aquest cas no es veu definit un ió que destaqui sobre la resta com a centre actiu, però els residus que fan que l’enzim pugui fer la seva funció son els non-standresidues que es troben a diferents punts de l’estructura de l’enzim